氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，包括补水箱单元、主循环管道、增压管道、变频水泵、缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀、工控机；所述补水箱单元与氢燃料电池发动机通过主循环管道进行水循环连接，所述变频水平连接所述主循环管道上，所述缓冲压力罐、比例调节阀均与所述主循环管道连接，所述增压管道的两端分别连接所述补水箱单元与所述主循环管道，所述隔膜泵连接所述增压管道上，所述工控机与所述所述缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀均连接。本实用新型专利技术的有益效果：有效的解决了入堆压力稳态值波动及动态超调量大的问题。大的问题。大的问题。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置


[0001]本技术涉及一种氢燃料电池发动机测试
，尤其涉及的是一种氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种具有能量转换效率高、工作温度低、零污染、能量密度高等优点的新能源发电装置。它的最大优势在于它的工作温度适应性强，其最佳工作温度是80～90℃，在零下或者海拔高度高且室外温度低的环境下，依然能够保持正常运行工作。特别适合用于户外交通大、中型乘用及商用车辆的行驶动力提供。属于绿色环保、低耗能源。氢燃料电池属于是一种质子交换膜燃料电池。
[0003]对于燃料电池发动机(FCE)本身技术研究和标准化测试，是实现氢能燃料电池发动机技术发展并取得实质性成果研究的关键点。技术研究需要理论做支撑，理论更需要通过大量试验去做验证，通常不同型号或不同制造厂商生产的发动机在测试过程中，都需要给予或满足发动机一些恒定测试工况的指标条件，满足这些恒定工况指标要求后，方能顺利完成发动机各项国标试验要求，得到各项发动机性能指标，实现对氢燃料电池发动机性研究分析。
[0004]整个测试过程，需要对恒定条件下的指标做到全程可监控，直至各项指标均能符合燃料电池发动机使用要求。据以往现场测试经验分析及发动机测试特性，氢燃料电池发动机带载验证国标特性试验项中，需要给燃料电池发动机系统提供的稳定的指标，主要有以下四个：入堆冷却水压力指标、发动机内循环加水排气指标、发动机出/入堆口温差、入堆口目标温度指标。
[0005]根据现场测试时，对燃料电池发动机冷却液入堆口压力的稳态指标的控制，是所有测试条件中最为关键的一环。燃料电池发动机系统测试中，对于精准控制内水循环压力极为重要，但是在实际运行过程中，受发动机带载功率变化的影响，伴随着发动机内循水泵转速不断变化调节，易造成水路入堆压力频繁波动，无法稳定控制；同时该指标未能够形程闭环控制逻辑，从而去稳定该入堆口的压力，更无法谈及在发动机变载时对入堆口目标压力的动态跟随调节。正因为如此，往往对发动机自身性能测试受到很大的制约，在发动机入堆口压力指标异常时，容易触发发动机入口压力高或低报警，造成发动机三级故障，发动机执行紧急动作停机。
[0006]传统的变频水泵采用转速标定的方法去处理入堆压力控制问题，在使用上不够灵活方便，当客户再次更换被测件时，或者发动机再次变载时，水泵转速与发动机的入堆压力的标定值需要重新更改调整，独立性不高，且还会对其他入堆目标温度指标等其他控制变量存在干扰。
[0007]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0008]本技术所要解决的技术问题在于：如何解决目前的燃料电池发动机测试过程中，受发动机带载功率变化导致发动机内循环水泵转速不断变化，从而再次入堆压力频繁波动，造成发动机故障的问题。
[0009]本技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0010]氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，包括补水箱单元、主循环管道、增压管道、变频水泵、缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀、工控机；所述补水箱单元与氢燃料电池发动机通过主循环管道进行水循环连接，所述变频水平连接所述主循环管道上，所述缓冲压力罐、比例调节阀均与所述主循环管道连接，所述增压管道的两端分别连接所述补水箱单元与所述主循环管道，所述隔膜泵连接所述增压管道上，所述工控机与所述缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀均连接。
[0011]本技术中，补水箱单元与氢燃料电池发动机通过主循环管道进行水循环连接，在工控机内设置不同的入堆压力目标值，开启缓冲压力罐、比例调节阀和隔膜泵，对发动机入堆压力进行增压闭环控制时，缓冲压力罐配合隔膜泵增压，同时比例调节阀动态调节实际入堆压力，缓冲压力罐是的压力升高和下降均缓慢进行，有效的解决了入堆压力稳态值波动及动态超调量大的缺点，一方面使用比例阀独立调节，使得压力控制动态响应性得到提高，另一方面精准控制住了入堆压力，降低了台架主系统变频水泵能耗的增加。
[0012]优选的，还包括流量计，所述流量计连接所述主循环管道，所述流量计连接所述工控机。
[0013]优选的，所述主循环管道包括入堆管道和出堆管道，所述入堆管道与所述出堆管道的两端均分别连接所述补水箱单元和氢燃料电池发动机，所述缓冲压力罐连接所述入堆管道或出堆管道。
[0014]优选的，所述入堆管道上连接第一压力传感器，所述出堆管道上连接第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器与所述工控机连接。
[0015]优选的，所述入堆管道上连接第一电动开关阀，所述出堆管道上连接第二电动开关阀，所述第一电动开关阀与所述第二电动开关阀与所述工控机连接。
[0016]优选的，所述增压管道上还包括第三电动开关阀，所述出堆管道上还连接第四电动开关阀，第四电动开关阀位于所述变频水泵与所述补水箱单元之间，所述第三电动开关阀与所述第四电动开关阀与所述工控机连接。
[0017]优选的，还包括换热单元，所述换热单元所述主循环管道连接。
[0018]换热单元根据需要，在测试结束或需要换热时开启，实现对内循环中水温的控制。
[0019]优选的，所述补水箱单元包括补水箱本体、液位传感器、补水管道、第七电动开关阀，所述补水管道连接所述补水箱本体的顶部，所述液位传感器连接所述补水箱本体内部，所述第七电动开关阀连接所述补水管道，所述液位传感器与所述第七电动开关阀与所述工控机连接。
[0020]优选的，所述缓冲压力罐包括罐体、泄压阀、压力表、排气阀，所述泄压阀、所述压力表与所述排气阀连接所述罐体上，所述罐体的底部与所述主循环管道通过软管连接，软管上连接截止阀。
[0021]优选的，所述隔膜泵与所述主循环管道通过软管连接。
[0022]本技术的优点在于：
[0023](1)本技术中，补水箱单元与氢燃料电池发动机通过主循环管道进行水循环连接，在工控机内设置不同的入堆压力目标值，开启缓冲压力罐、比例调节阀和隔膜泵，对发动机入堆压力进行增压闭环控制时，缓冲压力罐配合隔膜泵增压，同时比例调节阀动态调节实际入堆压力，缓冲压力罐是的压力升高和下降均缓慢进行，有效的解决了入堆压力稳态值波动及动态超调量大的缺点，一方面使用比例阀独立调节，使得压力控制动态响应性得到提高，另一方面精准控制住了入堆压力，降低了台架主系统变频水泵能耗的增加；避免了内循环回路中防止系统增压时，水冷系统测试台架内循环压力波动较大，所带来的水锤效应的发生，减少了对变频水泵的冲击；保证了装置中变频水泵正常运行使用和发动机内部压力的稳定，实现了氢燃料电池发动机在整个测试过程中，关键测试指标能够可控的目的，对氢燃料电池发动机测试试验起到一定的促进作用。
[0024](2)通过液位传感器与第七电动开关阀，实现主动对补水箱本体进行补水，保证用水充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，其特征在于，包括补水箱单元、主循环管道、增压管道、变频水泵、缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀、工控机；所述补水箱单元与氢燃料电池发动机通过主循环管道进行水循环连接，所述变频水泵连接所述主循环管道上，所述缓冲压力罐、比例调节阀均与所述主循环管道连接，所述增压管道的两端分别连接所述补水箱单元与所述主循环管道，所述隔膜泵连接所述增压管道上，所述工控机与所述缓冲压力罐、隔膜泵、比例调节阀均连接。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，其特征在于，还包括流量计，所述流量计连接所述主循环管道，所述流量计连接所述工控机。3.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，其特征在于，所述主循环管道包括入堆管道和出堆管道，所述入堆管道与所述出堆管道的两端均分别连接所述补水箱单元和氢燃料电池发动机，所述缓冲压力罐连接所述入堆管道或出堆管道。4.根据权利要求3所述的氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，其特征在于，所述入堆管道上连接第一压力传感器，所述出堆管道上连接第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器与所述工控机连接。5.根据权利要求3所述的氢燃料电池发动机水路入堆压力控制装置，其特征在于，所述入堆管道上连接第一电动开关阀，所述出堆管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆再根，阚宏伟，
申请(专利权)人：科威尔北京技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：